Comme les humains, les poissons ont besoin d’oxygène pour survivre, alors comment les poissons respirent-ils sous l’eau ? L’oxygène aide à libérer l’énergie qui alimente notre corps à partir du glucose chimique sucré dans un processus appelé respiration. La respiration libère un autre gaz, le dioxyde de carbone, que les gorilles, les humains et les poissons expirent. Les humains inhalent l’oxygène de l’air, par la bouche, jusque dans leurs poumons pour respirer facilement. Cependant, les poissons ont beaucoup plus de mal.
Pour respirer, les poissons doivent extraire des molécules d’oxygène dissous dans l’eau à l’aide de leurs branchies, selon le Département des ressources naturelles de l’Iowa . Cependant, la quantité d’oxygène dans l’air est beaucoup plus élevée que la quantité d’oxygène dans l’eau. Cela signifie que les poissons ont beaucoup plus de mal à respirer que les humains. Les poissons prennent de l’eau dans leur bouche tout comme nous prenons de l’air, ouvrant et fermant leurs lèvres.
Cette eau filtre ensuite à travers les branchies, des organes qui ont beaucoup de filaments plumeux constitués de molécules de protéines. Les filaments ressemblent à de minuscules poils sur un pinceau. Ils ont des milliers de minuscules vaisseaux sanguins pour aider l’oxygène à pénétrer dans la circulation sanguine, encore plus de vaisseaux sanguins que dans poumons humains . Le plus grand nombre de vaisseaux sanguins chez les poissons donne une surface beaucoup plus grande pour le passage de l’oxygène. Cela les aide à extraire l’oxygène dissous de l’eau et à relâcher le dioxyde de carbone dans l’eau.
Comment fonctionnent les branchies
La différence de conception entre les poumons et les branchies est la principale raison pour laquelle les gens ne peuvent pas respirer sous l’eau. Les branchies sont bien meilleures que tirer l’oxygène de l’eau que les poumons. Environ 75 % de l’oxygène qui passe par les branchies d’un poisson est extrait, selon la Musée américain d’histoire naturelle
Les poissons utilisent également moins d’énergie pour vivre que les mammifères comme les humains, ils ont donc besoin de moins d’oxygène. Ils ont cependant besoin d’au moins un peu d’oxygène. Cela signifie qu’une eau à faible teneur en oxygène est tout aussi mortelle pour les poissons qu’un faible taux d’oxygène dans l’air peut l’être pour nous. Les zones anoxiques et hypoxiques, parfois appelées zones mortes, sont des parties de l’océan où l’oxygène est si rare que les poissons ne peuvent pas survivre, selon NOAA
Si respirer sous l’eau est un travail si difficile, pourquoi les poissons ne respirent-ils pas simplement de l’air comme nous le faisons ? Les branchies ont besoin d’eau pour maintenir leur structure et empêcher leurs tissus minces de s’effondrer. Tout comme les humains se noient sous l’eau, les poissons peuvent noyer dans les airs. Si leurs branchies sont exposées trop longtemps à l’air libre, elles peuvent s’effondrer, provoquant l’étouffement du poisson. Ils sont particulièrement adaptés à la vie sous-marine, tout comme nous le sommes à la vie terrestre !
L’Axolotl est un amphibien aquatique dont les branchies sortent de la tête. (Crédit image : Getty Images)
Labyrinthes : les poissons qui peuvent respirer de l’air Les poissons labyrinthes portent le nom de leurs organes labyrinthiques ressemblant à des poumons, qui comportent de nombreux compartiments en forme de labyrinthe, appelés lamelles. Ces organes labyrinthiques aident les espèces de poissons, y compris les poissons Betta, Gourami et Paradise, à respirer de l’air, tout comme les humains. Ils ont aussi des branchies, donc ils peuvent aussi respirer l’oxygène dissous dans l’eau, selon Encyclopédie Britannica
Pendant des millions d’années, ces poissons et leurs ancêtres ont vécu dans des eaux à très faible teneur en oxygène. L’évolution a favorisé tous les poissons nés avec des avantages qui les aident à tirer le meilleur parti de l’oxygène qu’ils peuvent trouver. Aujourd’hui, si les poissons du labyrinthe aquatique vivent à court d’oxygène, ils peuvent se précipiter à la surface et utiliser leurs organes du labyrinthe pour une bouffée d’air.
Ils peuvent même survivre des heures hors de l’eau ! De nombreux poissons labyrinthes construisent également des nids de bulles. Les mâles peuvent souffler des bulles pour créer des nids d’air élaborés à la surface de l’eau.
Betta splendens également connu sous le nom de poisson combattant siamois, ont des organes labyrinthiques pour respirer de l’air. (Crédit image : Getty Images)
Ressources supplémentaires Pour plus d’informations sur la biologie et la diversité des poissons, consultez « La diversité des poissons : biologie, évolution et écologie, 2e édition Ce que sait un poisson : la vie intérieure de nos cousins sous-marins
Bibliographie
Département des ressources naturelles de l’Iowa, « Comment les poissons respirent-ils ? », mai 2017.
Erin Spencer, «Comment fonctionnent les branchies ? », Ocean Conservancy, janvier 2020.
Musée américain d’histoire naturelle, « Vie dans l’eau : Vertébrés – Respiration », consulté en mars 2022.
Canal & River Trust, « Pourquoi les poissons ont-ils besoin d’oxygène ? » Décembre 2020.
BBC, « Organisation animale – systèmes d’échanges gazeux », consulté en mars 2022.
Encyclopédie britannique, « Pirarucu », mai 2020.
Encyclopédie britannique, « Poisson labyrinthe », juin 2010.
Clarice Brough, «Poisson labyrinthe ”, Animal World, consulté en mars 2022.
NOAA, « Qu’est-ce qu’une zone morte ? », octobre 2021.
